Флуоресцентне минерале и стијене: сјаје под УВ светлошћу!

Садржај

• Шта је флуоресцентни минерал?
• Флуоресценција у више детаља
• Колико минерала флуоресцира у УВ свјетлу?
• Флуорит: Оригинални "флуоресцентни минерал"
• Флуоресцентне геоде?
• Лампе за гледање флуоресцентних минерала
• Остала својства светлости

Флуоресцентни минерали: Један од најспектакуларнијих музејских експоната је мрачна просторија испуњена флуоресцентним стијенама и минералима осветљеним ултраљубичастом светлошћу. Они блистају невероватним низом живих боја - у оштром контрасту са бојом стена у условима нормалног осветљења. Ултразвучна светлост активира ове минерале и узрокује да привремено емитују видљиву светлост различитих боја. Ова емисија светлости је позната и као "флуоресценција". Дивна фотографија горе приказује колекцију флуоресцентних минерала. Направио га је др Ханнес Гробе и део је Викимедиа Цоммонс колекције. Фотографија се овде користи под Цреативе Цоммонс лиценцом.

Флуоресцентни минерални кључ: Ова скица је кључ флуоресцентних стијена и минерала у великој слици у боји на врху ове странице. Флуоресцентни минерали у сваком узорку су: 1. Церуссите, Барите - Мароко; 2. Сцаполите - Канада; 3. Хардистоните (плава), калцит (црвена), вилемит (зелена) - Њу Џерси; 4. Доломит - Шведска; 5. Адамите - Мексико; 6. Сцхеелите - непознат локалитет; 7. Ахат - Јута; 8. Тремолит - Њујорк; 9. Виллемите - Нев Јерсеи; 10. Доломит - Шведска; 11. Флуорит, Калцит - Швајцарска; 12. Калцит - Румунија; 13. Рололите - непознат локалитет; 14. Доломит - Шведска; 15. Вилемит (зелена), Калцит (црвена), Франклинит, Родонит - Њу Џерси; 16. Еукриптит - Зимбабве; 17. Калцит - Немачка; 18. Калцит у сепатском чворишту - Утах; 19. Флуорит - Енглеска; 20. Калцит - Шведска; 21. Калцит, доломит - Сардинија; 22. Дрипстонес - Турска; 23. Сцхеелите - непознат локалитет; 24. Арагонит - Сицилија; 25. Бенитоите - Калифорнија; 26. Кварц Геоде - Немачка; 27. Доломит, гвожђа руда - Шведска; 28. Непознато; 29. Синтхетиц Цорундум; 30. Повеллите - Индија; 31. Хијалит (опал) - Мађарска; 32. Власовите у Еудиалите - Канада; 33. Спар Цалците - Мексико; 34. Манганоцалците? - Шведска; 35. Клонохидрит, Хардистонит, Виллемите, Цалците - Нев Јерсеи; 36. Калцит - Швајцарска; 37. Апатите, Диопсиде - Сједињене Америчке Државе; 38. Долостоне - Шведска; 39. Флуорит - Енглеска; 40. Манганоцалците - Перу; 41. Хемиморфит са сфалеритом из ганге - Немачка; 42. Непознато; 43. Непознато; 44. Непознато; 45. Доломит - Шведска; 46. ​​Калцедон - непознат локалитет; 47 Виллемите, Цалците - Нев Јерсеи. Ову слику је произвео др Ханнес Гробе и део је Викимедиа Цоммонс колекције. Овде се користи под Цреативе Цоммонс лиценцом.

Шта је флуоресцентни минерал?

Сви минерали имају способност да рефлектују светлост. То је оно што их чини видљивим људском оку. Неки минерали имају занимљиво физичко својство познато као „флуоресценција“. Ови минерали имају способност да привремено апсорбују малу количину светлости и тренутак касније ослобађају малу количину светлости различите таласне дужине. Ова промена таласне дужине изазива привремену промену боје минерала у оку људског посматрача.

Промена боје флуоресцентних минерала је најупечатљивија када су осветљени у тами ултраљубичастом светлошћу (која није видљива људима) и они ослобађају видљиву светлост. Горња фотографија је пример ове појаве.

Како делује флуоресценција: Дијаграм који показује како фотони и електрони међусобно делују како би произвели феномен флуоресценције.

Флуоресценција у више детаља

Флуоресценција у минералима настаје када је узорак осветљен одређеним таласним дужинама светлости. Ултраљубичасто (УВ) светло, рендгенски зраци и катодни зраци су типичне врсте светлости које покрећу флуоресценцију. Ове врсте светлости имају способност побуђивања осетљивих електрона унутар атомске структуре минерала. Ови побуђени електрони привремено скачу до веће орбитале у оквиру атомске структуре минерала. Када се ти електрони спусте натраг у првобитну орбиталу, мала количина енергије се ослобађа у облику светлости. Ово ослобађање светлости познато је као флуоресценција.

Таласна дужина светлости која се ослобађа из флуоресцентног минерала често се јасно разликује од таласне дужине упадљиве светлости. Ово ствара видљиву промену у боји минерала. Овај "сјај" се наставља све док је минерал осветљен светлошћу одговарајуће таласне дужине.

Колико минерала флуоресцира у УВ свјетлу?

Већина минерала нема приметну флуоресценцију. Само око 15% минерала има флуоресценцију која је видљива људима, а неки примерци тих минерала неће флуоресцирати. Флуоресценција се обично јавља када су унутар минерала присутне посебне нечистоће познате као "активатори". Ти активатори су обично катиони метала као што су: волфрам, молибден, олово, бор, титанијум, манган, уранијум и хром. Такође се зна да ретко земљани елементи, као што су европијум, тербијум, диспрозијум и итријум, доприносе феномену флуоресценције. Флуоресценција такође може бити изазвана кристалним структурним оштећењима или органским нечистоћама.

Поред нечистоћа „активатора“, неке нечистоће утичу на флуоресценцију. Ако су нечистоће присутне гвожђе или бакар, оне могу да смање или елиминишу флуоресценцију. Надаље, ако је активатор минерал присутан у великим количинама, то може умањити ефекат флуоресценције.

Већина минерала флуоресцира у једној боји. Остали минерали имају вишеструку боју флуоресценције. Калцит је познат по флуоресцентној црвеној, плавој, белој, ружичастој, зеленој и наранџастој боји. Познато је да неки минерали показују више боја флуоресценције у једном узорку. То могу бити бендани минерали који показују неколико фаза раста из матичних раствора са променљивим саставима. Многи минерали флуоресцирају једну боју под кратковалним УВ светлом и другу боју под дуговалним УВ светлом.

Флуорит: Узорци флуорита који се бацају по тлу у нормалну светлост (одозго) и под ултраљубичасто светло светла кратког таласа (одоздо). Изгледа да је флуоресценција повезана са бојом и појасном структуром минерала на равном светлу, што би могло бити повезано са њиховим хемијским саставом.

Флуорит: Оригинални "флуоресцентни минерал"

Један од првих људи који су приметили флуоресценцију у минералима био је Георге Габриел Стокес 1852. Приметио је способност флуорита да ствара плави сјај када је осветљен невидљивом светлошћу „изван љубичастог спектра“. Овај феномен назвао је "флуоресценцијом" после минералног флуорита. Назив је стекао широку прихваћеност у минералогији, гемологији, биологији, оптици, комерцијалној расвети и многим другим областима.

Многи узорци флуорита имају довољно јаку флуоресценцију да их посматрач може изнијети напољу, задржати на сунцу, а затим их преместити у хладу и видети промену боје. Само неколико минерала има овај ниво флуоресценције. Флуорит обично светлуца плаво љубичасту боју под кратким таласом и дуговалном светлошћу. Познато је да неки узорци блистају крем или белу боју. Многи примерци не флуоресцирају. Сматра се да флуоресценција флуорита узрокује присуство итријума, еуропијума, самаријума или органских материјала као активатора.

Флуоресцентна Дугваи Геоде: Многе Дугваи геоде садрже флуоресцентне минерале и производе спектакуларни приказ под УВ светлошћу! Узорак и фотографије компаније СпиритРоцк Схоп.

Флуоресцентне геоде?

Можда ћете бити изненађени када сазнате да су неки људи пронашли геоде са флуоресцентним минералима унутра. Неки од Дугваи геода, који су пронађени у близини заједнице Дугваи, Утах, обложени су калцедоном који ствара вапнено-зелену флуоресценцију узроковану количином уранијума у ​​траговима.

Дугваи геоде су невероватне из другог разлога. Они су се формирали пре неколико милиона година у гасним џеповима риолитских корита. Затим, пре око 20 000 година, они су еродирани таласним деловањем дуж обале ледењачког језера и превезени су неколико километара до места где су се коначно одморили у језерским седиментима. Данас их људи копају и додају у колекције геоде и флуоресцентне минерале.

УВ лампе: Три ултраљубичасте лампе за хобистичке фолије које се користе за флуоресцентно гледање минерала. Горе лијево је мала лампица у стилу "бљескалице" која производи дуговалну УВ свјетлост и довољно је мала да се лако може смјестити у џеп. Горе десно је мала преносна лампа кратког таласа. Свјетиљка на дну производи и дуговалну и кратковалну свјетлост. Два прозора су дебели стаклени филтери који уклањају видљиву светлост. Већа лампа је довољно јака да се користи за фотографисање. Наочале или наочаре које блокирају УВ зрачење увек треба носити када радите са УВ лампом.

Лампе за гледање флуоресцентних минерала

Лампе које се користе за лоцирање и проучавање флуоресцентних минерала веома се разликују од ултраљубичастих лампи (које се називају "црне лампице") које се продају у продавницама новитета. Свјетиљке у трговини новости нису погодне за проучавање минерала из два разлога: 1) емитују дуговалну ултраљубичасту свјетлост (већина флуоресцентних минерала реагује на краткоталасну ултраљубичасту); и 2) емитују значајну количину видљиве светлости која омета тачно посматрање, али није проблем за употребу новитета.

Жаруље са научном оценом производе се у различитим таласним дужинама. У горњој табели наведени су распони таласних дужина који се најчешће користе за студије флуоресцентних минерала и њихове уобичајене скраћенице.

Две одличне уводне књиге о флуоресцентним минералима су: Сакупљање флуоресцентних минерала и Свет флуоресцентних минерала, обе Стуарт Сцхнеидер. Ове књиге су написане на лако разумљивом језику, а свака од њих има фантастичну колекцију фотографија у боји које приказују флуоресцентне минерале под нормалном светлошћу и различитим таласним дужинама ултраљубичастог светла. Изврсни су за учење о флуоресцентним минералима и служе као драгоцене приручнице.

Остала својства светлости

Флуоресценција је једно од неколико својстава луминисценције које минерал може да испољи. Остала својства луминисценције укључују:

ПХОСПХОРЕСЦЕНЦЕ

У флуоресценцији, електрони побудили долазећи фотони ускоче до вишег нивоа енергије и остану тамо малог дела секунде пре него што се врате у основно стање и емитују флуоресцентну светлост. У фосфоресценцији, електрони остају у орбиталној побуђеном стању дуже време пре пада. Минерали са флуоресценцијом престају да блистају када је извор светлости искључен. Минерали са фосфоресценцијом могу кратко светлити након искључивања извора светлости. Минерали који су понекад фосфоресцентни су калцит, целестит, колеманит, флуорит, сфалерит и вилемит.

ТХЕРМОЛУМИНЕСЦЕНЦЕ

Термолуминесценција је способност минерала да приликом загревања емитује малу количину светлости. Ово загревање може бити на температурама од 50 до 200 степени Целзијуса - знатно нижим од температуре ужарене. Апатит, калцит, хлорофан, флуорит, лепидолит, скаполит и неке пољске лопатице повремено су термолуминесцентне.

ТРИБОЛУМИНЕСЦЕНЦЕ

Неки минерали ће емитирати светлост када се на њих примени механичка енергија. Ови минерали блистају када су ударени, згњечени, огребани или сломљени. Ова светлост резултат је разбијања веза унутар минералне структуре. Количина емитиране светлости је врло мала, а често се захтева пажљиво посматрање у мраку. Минерали који понекад показују триболуминесценцију укључују амблигонит, калцит, флуорит, лепидолит, пектолит, кварц, сфалерит и неке пољске лопатице.